| 1 固体の帯理論 |
| 1.1 固体の導電率 1 |
| 1.2 固体内の電子状態 2 |
| 1.3 導体・半導体・絶縁体のエネルギー帯構造 5 |
| 1.4 波動方程式からのエネルギー帯理論の説明 7 |
| 1.5 許容帯中の電子の状態密度 11 |
| 1.6 許容帯中の電子の運動 14 |
| 1.6.1 実効質量 15 |
| 1.6.2 正孔 16 |
| 1.7 エネルギー分布則 17 |
| 演習問題 20 |
| 2 半導体の電気伝導 |
| 2.1 半導体の結晶構造とエネルギー帯構造 21 |
| 2.2 半導体の電気伝導現象 22 |
| 2.2.1 熱刺激による電気伝導現象 23 |
| 2.2.2 置換形原子(不純物)を含む電導現象 24 |
| 2.2.3 半導体の表面電導現象 26 |
| 2.3 真性半導体中のキャリヤ濃度 26 |
| 2.4 外因性半導体のキャリヤ濃度 30 |
| 2.4.1 温度依存性 31 |
| 2.4.2 不純物原子濃度とキャリヤ濃度 32 |
| 2.5 半導体中のキャリヤの振舞い 33 |
| 2.5.1 電界中のキャリヤの運動 34 |
| 2.5.2 キャリヤの発生と再結合 35 |
| 2.5.3 電流の式とアインシュタインの関係 37 |
| 2.5.4 少数キャリヤの連続の方程式 39 |
| 演習問題 40 |
| 3 半導体接合 |
| 3.1 半導体-半導体接合 42 |
| 3.1.1 pn接合のエネルギー帯図 42 |
| 3.1.2 pn接合の電圧-電流特性 44 |
| 3.1.3 pn接合の容量 48 |
| 3.1.4 pn接合の降伏現象とトンネルダイオード 50 |
| 3.1.5 ヘテロ接合 53 |
| 3.2 金属-半導体接触 56 |
| 3.2.1 金属-半導体接触のエネルギー帯図 56 |
| 3.2.2 ショットキー障壁ダイオードの電圧-電流特性 57 |
| 3.2.3 金属-半導体接触の容量-電圧特性 59 |
| 3.3 金属-絶縁体-半導体接触 59 |
| 演習問題 61 |
| 4 バイポーラトランジスタの基本特性 |
| 4.1 バイポーラトランジスタの動作原理 63 |
| 4.1.1 基本構造 63 |
| 4.1.2 エネルギー帯図と動作原理 64 |
| 4.2 電流伝送率 66 |
| 4.2.1 ベース中性領域特性 66 |
| 4.2.2 エミッタ接合特性 68 |
| 4.2.3 コレクタ接合特性 69 |
| 4.2.4 電流伝送率の最適化 69 |
| 4.3 電圧-電流特性と等価回路 71 |
| 4.3.1 直流電圧-電流特性 71 |
| 4.3.2 交流特性 75 |
| 4.3.3 低周波微小信号等価回路 76 |
| 4.3.4 四端子パラメータ 79 |
| 4.4 トランジスタ動作における諸現象 81 |
| 4.4.1 電流増幅率のエミッタ電流依存性 81 |
| 4.4.2 エミッタ電流の集中現象 82 |
| 4.4.3 アーリー効果とパンチスルー 82 |
| 4.4.4 なだれ降伏 83 |
| 演習問題 84 |
| 5 ダイオードおよびトランジスタの実際 |
| 5.1 製作方法 86 |
| 5.1.1 基板結晶成長技術 86 |
| 5.1.2 リソグラフィー技術 88 |
| 5.1.3 加工技術 88 |
| 5.2 高周波動作特性 91 |
| 5.2.1 pn接合の動特性 91 |
| 5.2.2 トランジスタの動特性 93 |
| 5.2.3 高周波等価回路 95 |
| 5.2.4 高周波増幅限界 96 |
| 5.2.5 ドリフト形トランジスタ 99 |
| 5.3 スイッチング特性 101 |
| 5.3.1 ダイオードのスイッチング特性 101 |
| 5.3.2 トランジスタのスイッチング特性 103 |
| 5.3.3 トランジスタの大信号直流等価回路 105 |
| 5.3.4 スイッチングトランジスタ 106 |
| 5.4 電力特性 108 |
| 5.4.1 ダイオードの電流容量と逆耐圧 108 |
| 5.4.2 トランジスタの出力限界 109 |
| 演習問題 110 |
| 6 ユニポーラトランジスタ |
| 6.1 分類 112 |
| 6.2 接合形およびショットキー障壁形電界効果トランジスタ 114 |
| 6.2.1 動作原理 114 |
| 6.2.2 電圧-電流特性 116 |
| 6.2.3 小信号等価回路 118 |
| 6.2.4 実際例 120 |
| 6.3 ホットエレクトロントランジスタ 121 |
| 6.3.1 金属ベーストランジスタ 121 |
| 6.3.2 半導体ホットエレクトロントランジスタ 122 |
| 6.4 静電誘導トランジスタ 123 |
| 6.4.1 動作原理 123 |
| 6.4.2 電圧-電流特性 124 |
| 6.4.3 交流増幅特性 125 |
| 6.4.4 実際例 126 |
| 演習問題 126 |
| 7 MIS形電界効果トランジスタ |
| 7.1 MISダイオードの定量的検討 128 |
| 7.1.1 理想MISダイオードの基本的性質 128 |
| 7.1.2 理想MISダイオードの電位分布 131 |
| 7.1.3 実際のMISダイオード 134 |
| 7.2 MIS FET の動作原理 137 |
| 7.2.1 MIS FETの構造と分類 137 |
| 7.2.2 電圧-電流特性 138 |
| 7.2.3 チャネル内の電界分布と電位分布 141 |
| 7.3 MIS FETの回路的考察 144 |
| 7.3.1 低周波等価回路 144 |
| 7.3.2 高周波等価回路 145 |
| 7.3.3 四端子パラメータ 147 |
| 7.3.4 高周波動作限界 147 |
| 7.4 MIS FETの諸現象と実際例 148 |
| 7.4.1 基板バイアス効果 148 |
| 7.4.2 チャネル長変調効果とドレーン耐圧 149 |
| 7.4.3 実際例 150 |
| 演習問題 152 |
| 8 集積回路 |
| 8.1 集積回路の製作法 154 |
| 8.1.1 モノリシックICの特徴 154 |
| 8.1.2 バイポーラICの製作法 155 |
| 8.1.3 MOS ICの製作法 158 |
| 8.2 アナログIC 160 |
| 8.2.1 バイアス回路 160 |
| 8.2.2 差動増幅回路 162 |
| 8.2.3 演算増幅器 163 |
| 8.3 ディジタルIC 164 |
| 8.3.1 ディジタル論理 164 |
| 8.3.2 バイボーラ論理回路 166 |
| 8.3.3 MOS論理回路 171 |
| 8.4 メモリ回路 177 |
| 8.4.1 SRAM 178 |
| 8.4.2 DRAM 179 |
| 演習問題 179 |
| 9 サイリスタと関連デバイス |
| 9.1 サイリスタの構造と動作原理 182 |
| 9.1.1 構造 182 |
| 9.1.2 二端子特性 183 |
| 9.1.3 ゲート制御特性 185 |
| 9.2 サイリスタおよび関連デバイスの分類 186 |
| 9.2.1 SCR 186 |
| 9.2.2 逆導通SCR 187 |
| 9.2.3 トライアック 188 |
| 9.2.4 GTOサイリスタ 188 |
| 9.2.5 光サイリスタ 189 |
| 9.2.6 ユニジャンクショントランジスタ 190 |
| 9.3 サイリスタの実際と回路応用 191 |
| 9.3.1 サイリスタの定格 191 |
| 9.3.2 回路応用 191 |
| 演習問題 194 |
| 10 光電変換デバイス |
| 10.1 光と物質との相互作用 195 |
| 10.1.1 相互作用の種類 195 |
| 10.1.2 光の吸収現象 197 |
| 10.1.3 光の屈折現象 204 |
| 10.2 光の吸収現象を利用した効果 205 |
| 10.2.1 外部光電効果(光電子放出効果) 205 |
| 10.2.2 内部光電効果(光導電効果) 206 |
| 10.2.3 光起電力効果(障壁形) 209 |
| 10.3 光電変換デバイス 211 |
| 10.3.1 太陽電池 211 |
| 11 発光デバイス |
| 11.1 発光現象 ルミネセンス 219 |
| 11.1.1 放射形遷移と発光スペクトル 219 |
| 11.1.2 キャリヤ励起(外部刺激)の方法 221 |
| 11.2 発光ダイオード 224 |
| 11.2.1 pn接合の発光 224 |
| 11.2.2 発光ダイオード用材料 225 |
| 11.3 半導体レーザダイオード 227 |
| 11.3.1 動作原理 227 |
| 11.3.2 pn接合レーザダイオード 230 |
| 11.3.3 ヘテロ接合レーザグイオード 231 |
| 11.3.4 その他のポンピング法を用いた半導体レーザ 233 |
| 演習問題 234 |
| 演習問題解答 |
| 索引 |
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